Mengenal pengertian, sejarah singkat, jenis, dan prinsip kerja Pneumatik

Oleh : Bagas Risda Pratama

Pengertian dan sejarah singkat

­­­­­­Pneumatik berasal dari dua kata dasar yaitu “pneu” yang berarti udara bertekanan dan kata “matik” yang dapat diartikan sebagai ilmu atau hal-hal yang berhubungan dengan sesuatu. Berdasarkan dua kata dasar diatas maka pneumatik dapat diartikan sebagai ilmu atau hal-hal yang berkaitan dengan udara bertekanan untuk menghasilkan suatu kerja tertentu.

 

Pneumatik dalam dunia mesin umumnya diartikan sebagai sebuah sistem penggerak yang menggunakan fluida berbentuk udara untuk menggerakkannya. Pada awal mula munculnya pneumatik dimulai pada tahun 1889, sistem pneumatik ditemukan oleh ilmuwan berkebangsaan eropa yang bernama Macron Matik. Saat itu pneumatik masih berupa sekumpulan udara yang masih memerlukan bantuan tenaga manusia dalam proses sistem kerjanya, hingga seiring berjalannya waktu terus mengalami perkembangan sejalan dengan kebutuhan manusia hingga saat ini. Dari awal mulanya yang hanya terdefinisi sebagai teknologi udara yang terkompresi, dewasa ini pneumatik juga dapat didefinisikan sebagai alat kontrol otomatisasi berbasis udara sebagai fluida penggeraknya.

Jenis pneumatik berdasarkan tipe silinder

Silinder pneumatik atau dikenal juga dengan silinder udara merupakan salah satu peralatan mekanis yang menggunakan gas terkompresi untuk menghasilkan gaya dalam gerakan maju mundur linier yang berulang-ulang atau lebih sering disebut gerakan linier resiprokal. Karena fluida yang digunakan dalam sistem operasi pneumatik adalah fluida berjenis gas, hal ini menjadikan silinder pneumatik memiliki beberapa keunggulan yang mana dalam sistem operasinya tidak berisik, cenderung bersih, tidak memerlukan banyak ruang untuk menyimpan fluida, dan karena fluida dalam operasinya menggunakan jenis fluida gas maka apabila terjadi kebocoran silinder tidak mengakibatkan pencemaran lingkungan.

 

Berdasarkan tipe silinder, jenis pneumatik yang paling umum digunakan dalam berbagai jenis industri dibagi menjadi dua :

 

1.      Silinder kerja tunggal (single acting silinder) 

Sistem pneumatik dengan silinder kerja tunggal merupakan sistem pneumatik yang dalam silinder kerjanya hanya memiliki satu port untuk masuknya  udara bertekanan. Silinder kerja tunggal juga dapat diartikan sebagai actuator yang digerakkan oleh udara yang bertekanan hanya pada satu sisi atau disini dikatakan sebagai port sehingga dalam kerjanya hanya dapat menghasilkan kerja satu arah. Sedangkan dalam gerak baliknya menggunakan tenaga dari pegas yang terpasang di dalam silinder, sehingga kecepatan kerjanya tergantung dari kualitas pegas yang terpasang. Jenis silinder ini memiliki titik kelemahan dimana kekuatan dari silinder sebagian hilang karena digunakan untuk mendorong pegas dalam sistem kerjanya.

2.      Silinder kerja ganda (double acting silinder) 

Dalam sistem kerjanya berbeda dengan silinder kerja tunggal. Silinder kerja ganda memiliki dua port untuk masuk dan keluarnya udara bertekanan dalam sistem kerjanya. Jenis silinder ini memerlukan lebih banyak udara bertekanan dan katup pengontrol arah yang lebih kompleks dibandingkan dengan silinder kerja tunggal. 

Hal ini disebabkan karena jenis silinder kerja ganda menggunakan kekuatan udara bertekanan untuk mendorong piston keluar maupun kembali pada posisi semula. Silinder kerja ganda digerakkan dari dua arah yang berarti baik dalam langkah maju maupun mundur dapat digunakan sebagai kerja, bahan piston pada silinder kerja ganda terbuat dari material fleksibel dan dipasang pada torak yang terbuat dari material logam sama seperti pada silinder kerja tunggal.

Prinsip kerja pneumatik

Pneumatik dan hidrolik dalam prinsip kerjanya tidak  terlalu jauh berbeda, namun apabila dilihat dari tenaga kerjanya cukup terdapat perbedaan yang signifikan. Baik pneumatik maupun hidrolik sama-sama menggunakan fluida dalam sistem kerjanya menghasilkan gerakan mekanis, perbedaan utamanya adalah pada jenis fluida yang digunakan. Pneumatik menggunakan fluida jenis udara yang terkompresi untuk menghasilkan gerakan mekanis sedangkan hidrolik menggunakan jenis fluida cair untuk menghasilkan gerakan mekanis (Biasanya cairan pelumas).

Perbedaan lain terlihat dari tenaga yang dihasilkan dan peruntukannya. Pneumatik dalam sistem kerjanya cenderung menghasilkan tenaga dengan tekanan yang relatif kecil (80-100 psi), sedangkan hidrolik umumnya menghasilkan tekanan yang relatif besar (1000-5000 psi).

Prinsip kerja utama dari sistem pneumatik secara umum adalah  dengan memanfaatkan udara bertekanan untuk menghasilkan gerakan mekanis. Sistem dari pneumatik umumnya terdiri dari kompresor udara yang menyimpan udara terkompresi pada sebuah silinder yang kemudian melepaskannya dibawah kontrol listrik. Udara yang berada di atmosfer kondisinya dipengaruhi oleh suhu dan tekanan. Oleh sebab itu udara perlu disimpan dalam sebuah silinder dengan menjaga tingkat kemampatan udara berkisar antara 6-9 bar. Hal ini disebabkan apabila tekanan udara berada pada tekanan dibawah 6 bar akan mengakibatkan penurunan daya mekanik dari silinder kerja pneumatik. Sedangkan apabila tekanan berada di atas 9 bar akan sangat berbahaya dalam sistem perpipaan dan atau kompresor.

Selanjutnya udara yang terkompresi dalam sistem peumatik harus merupakan udara yang kering dan tidak mengandung air, karena hal itu udara yang masuk dari kompresor terlebih dahulu akan melewati air dryer atau filter untuk menghilangkan kadar air dalam udara dari kompresor. Penyaringan air dari udara ini ditujukan untuk menghindari ketidak berfungsinya sistem akibat adanya udara basah  yang masuk ke dalam sistem pneumatik.

Setelah udara yang dimampatkan dipisahkan dari kadar air dengan alat air dryer, udara dipisahkan dari kemungkinan adanya debu atau kotoran lainnya dengan menggunakan air filter.

Udara yang telah melewati air filter berarti sudah terbebas dari kadar air dan kemungkinan kotoran baik debu ataupun kotoran kecil lainnya dalam udara. Selanjutnya udara yang akan menuju aktuator harus disesuaikan tekanannya  menjadi tekanan standar. Penyesuaian tekanan udara dilakukan menggunakan regulator. 

Aliran udara yang bertekanan perlu diarahkan dengan sistem penggerak berupa coil electric atau pneumatic. Dalam hal ini Solenoid valve atau katup solenoid yang memiliki fungsi untuk mengarahkan aliran udara bertekanan menggunakan coil electric atau pneumatic.

Setelah itu udara bertekanan akan memengaruhi gerakan dari air cylinder atau actuator yang bergerak sesuai dengan solenoid valve atau katup solenoid. Pada saat solenoid valve atau katup solenoid menyalurkan udara bertekanan dari air silinder menuju inlet maka akan menyebabkan  piston bergerak maju. Sedangkan apabila udara bertekanan dialirkan dari  air cylinder menuju outlet maka piston akan bergerak mundur.

 Sekian bahasan tentang pengertian, sejarah singkat, jenis, dan prinsip kerja dari pneumatik pada artikel ini. Penulis menyadari bahwa dalam penulisannya masih jauh dari kata sempurna, oleh karena itu penulis sangat terbuka dan mengharapkan kritik, saran, serta masukan yang bersifat membangun. Akhir kata penulis ucapkan terimakasih dan semoga apa yang ada dalam artikel ini dapat memberikan tambahan wawasan dan referensi baru bagi pembaca sekalian.